不同品种草莓果实生物活性物质和抗氧化能力比较

王苑馨，宋娇娇，任寅印，李银枝，张彬*

（1.山西农业大学 园艺学院，山西 太谷 030801；2.山西农业大学植物保护学院，山西 太谷 030801；3.朔州市平鲁区特色农产品开发服务中心，山西 平鲁 036800）

草莓（Fragaria×ananassaDuck.）是蔷薇科草莓属多年生草本植物，其浆果香气浓郁，味美可口，营养价值高，富含氨基酸、胡萝卜素、B 族维生素及钙、镁、磷、铁等多种矿物质［1］，是世界七大水果之一，被誉为“水果皇后”，深受消费者喜爱，具有较高的经济价值和市场价值。草莓含有多酚、黄酮、花青素等多种生物活性成分，这些成分影响果实的品质、颜色和风味等，具有抗氧化、增强抗逆性等生理作用［2］。草莓中富含多种酚类，如没食子酸、儿茶素、鞣花酸等［2］，具有明显的抑菌、抗癌、抑制胆固醇上升、延缓衰老等功效［3］。草莓的黄酮含量丰富，以槲皮素、山奈酚、芦丁等为主［4］，能够消除体内自由基、增强人体免疫力。花青素是影响果实色泽的主要因素，医学研究表明，草莓花青素有助提高人体视觉的灵敏度，还能够预防或延缓慢性疾病的发生及发展［5］。这些活性物质具有潜在的药用功能，使草莓在功能性作物引种、培育、开发和应用中具有良好的前景。然而，不同品种草莓果实间生物活性物质含量存在差异，其抗氧化能力也各不相同。

中国是世界上最大的草莓生产国和消费国［6］，草莓具有适应多样气候条件、栽培形式多样等特点［7］，目前我国有辽宁丹东、河北保定、山东烟台等草莓重点生产区，主要栽培品种多为引进品种。近年来，随着消费水平的提高，市场对高生物活性物质含量的优质草莓品种出现新的需求。山西晋中作为国家农业高新技术产业示范区所在地，栽植 多 种 草 莓 品 种，‘红 颜’、‘圣 诞 红’、‘香 野’、‘雪兔’、‘妙香’和‘粉玉’等。‘红颜Benihoppe’草莓果实色泽鲜红，品质优，丰产性好，‘香野Kaorino’草莓果实深红，光泽好，植株休眠浅，抗病较强，均是日本培育的优良红色大果型品种；‘圣诞红Ssanta’草莓果实橙红色，植株生长旺盛，易于栽培，是西班牙培育的短日照早熟冬草莓品种；‘妙香Miaoxi⁃ang’草莓由山东农业大学培育，果实鲜红，香味浓郁，是优质国产暖地品种。白色草莓最初来自日本，‘雪兔Yukiusagi’草莓由日本培育，果实白色或粉红色，口感软糯，口味酸甜，市场价值较高；‘粉玉Fenyu’长势旺盛，果实香甜，口感好，是杭州市农科院选育的丰产抗病好的优良品种。

本研究拟通过测定和比较上述6 个草莓品种果实的生物活性物质含量和抗氧化能力，筛选抗氧化性强的优质草莓品种，旨在为晋中地区乃至北方相似气候地区草莓品种培育、栽培和功能性产品开发提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

选取6 个不同果实颜色的草莓品种（图1）：红色草莓（‘圣诞红Ssanta’、‘红颜Benihoppe’、‘香野Kaorino’、‘妙香Miaoxiang’），白色草莓（‘粉玉Fe⁃nyu’、‘雪兔Yukiusagi’），均种植于山西省晋中市东阳镇山西农业科学院现代农业研究中心设施温室，摘取不同品种红熟期着色约75%、大小均匀、无损伤无病害的果实各30 颗，称重后立即进行试验。

图1 不同品种草莓果实外观Fig.1 Fruit appearance quality of different strawberry cultivars

1.2 试验试剂

福林酚试剂、甲醇、芦丁标准品（纯度≥98%）均购于索莱宝生物科技有限公司；其余试剂均为分析纯。

1.3 试验方法

1.3.1 生物活性物质提取液制备

选取不同品种草莓鲜果1 g，切片后用液氮冷冻研磨至粉末，加入40%酸化甲醇10 mL，涡旋振荡混匀，超声提取30 min 后10 000 g 离心20 min，上清液即为提取液，用于各品种草莓总酚、黄酮、花青素和抗氧化指标的测定。

1.3.2 草莓总酚含量测定

草莓总酚含量采用Folin-Ciocalteu 法进行测定［8］。取1 mL 提取液，加入福林酚试剂0.2 mL 摇匀，静置4 min，加入10% Na2CO3溶液1 mL，加入蒸馏水定容至8 mL，35 ℃避光水浴1 h 后，测定样品在765 nm 处的吸光值。每样品重复3 次。

以没食子酸标准品绘制标准曲线，根据标准曲线计算样品总酚含量，表示为每克样品鲜重中含有没食子酸等效物的毫克数。

1.3.3 草莓黄酮含量测定

采用NaNO2-Al（NO3）3-NaOH 比色法测定。吸取提取液于10 mL 容量瓶，加入5% NaNO2溶液0.3 mL 摇匀，避光静置6 min 后加入10%Al（NO3）3溶液0.3 mL 摇匀，再次避光静置6 min，加入4% NaOH 溶液4 mL 并定容至10 mL，摇匀静置10 min，510 nm 波长下测定样品的吸光值，以芦丁标准品绘制标准曲线，据标准曲线计算样品黄酮含量，表示为每克样品鲜重中含有芦丁等效物的毫克数。

1.3.4 草莓花青素含量测定

采用pH 示差法测定草莓花青素含量，参考Lima 等方法［9］，略有改动。分别在两个离心管中加入0.5 mL 提取液，管A 加入pH 1 的KCl-HCl缓冲液4.5 mL，管B 加入pH 4.5 的CH3COONa-HCl 缓冲液4.5 mL，静置10 min，分别测定管A 和管B 在520、700 nm 处的吸光值。

1.3.5 草莓抗氧化性测定

分别采用1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical，DPPH）自 由 基清除法、2，2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（2，2′-Azinobis-（3-ethylbenzthiazoline-6-sulpho⁃nate），ABTS）自由基清除法和铁离子抗氧化能力法（Ferric ion reducing antioxidant power，FRAP）测定草莓果实的抗氧化能力。

DPPH 法［10］测定抗氧化能力。取0.2 mL 提取液 置 于15 mL 离 心 管 中，加 入0.1 mmol·L-1的DPPH 溶液2.8 mL，室温避光反应30 min，以40%甲醇作为对照，于517 nm 波长下测定吸光值。DPPH·清除率=（对照组−试验组）/对照组×100%。

ABTS 法［10］测定抗氧化能力。取0.1 mL 提取液置于15 mL 离心管中，加入3.9 mL ABTS+溶液，室温避光反应10 min；以用40%甲醇作为对照，于734 nm 波长下测定吸光值。ABTS·清除率=（对照组−样品组）/对照组×100%。

FRAP 法［10］测定抗氧化能力。取0.1 mL 提取液置于15 mL 离心管中，加入4.9 mL FRAP 溶液，室温避光反应10 min，以40%甲醇作为对照，于593 nm 波长下测定吸光值。以Trolox 溶液作标准曲线，以标准抗氧化剂Trolox 做当量，计算各样品的FRAP 值。

1.4 统计分析

采用Excel 2016 对草莓鲜果总酚、黄酮、花青素和抗氧化能力等含量进行数据处理，采用Statis⁃tics 22.0 软件One-Way ANOVA 单因素方差分析和相关性分析，对不同品种草莓干燥前后的生物活性物质及抗氧化活性进行综合评价比较分析。

2 结果与分析

2.1 标准曲线测定和回归方程的建立

使用不同没食子酸浓度与其吸光值，建立草莓果实总酚浓度计算的回归方程，y=152.64x+0.000 3，相关系数为0.997 5。结果表明，没食子酸浓度与吸光值间具有典型线性关系，具有显著正相关性，可用于草莓总酚浓度的标定（图2）。

图2 没食子酸标准曲线Fig.2 The standard curve of gallic acid

使用不同芦丁浓度与其吸光值，建立用于草莓果实黄酮浓度计算的回归方程，y=13.109x−0.004 7，相关系数为0.992 2。结果表明，芦丁浓度与吸光值间具有典型线性关系，具有显著正相关性，可用于草莓黄酮浓度的标定（图3）。

图3 芦丁标准曲线Fig.3 The standard curve of lutin

使用不同Trolox 浓度与其吸光值，建立用于草莓果实FRAP 值计算的回归方程，y=−3.262 8x+1.987 3，相关系数为0.905 1。结果表明，Trolox浓度与吸光值间具有典型线性关系，具有显著负相关性，可用于草莓果实FRAP 值的标定（图4）。

图4 Trolox 标准曲线Fig.4 The standard curve of Trolox

2.2 草莓果实的总酚含量

6 个草莓品种果实的总酚含量在1.04～1.82 mg·g-1之间，其中‘红颜’草莓的总酚含量最高，为1.82 mg·g-1，是其它5 个品种草莓果实总酚含量的1.42～1.75 倍，显著高于其它5 个品种草莓果实（P<0.05）。除‘红颜’外，3 个品种红色草莓果实的总酚含量在1.14～1.28 mg·g-1间，无显著差异；2 个白色草莓‘雪兔’和‘粉玉’果实的总酚含量分别 为1.08 和1.04 mg·g-1，二 者 之 间 无 显 著 差异（图5）。

图5 不同品种草莓果实的总酚含量Fig.5 Total phenol content in strawberry fruits of different cultivars

2.3 草莓果实的黄酮含量

6 个草莓品种果实的黄酮含量在0.30～0.43 mg·g-1之间，其中‘妙香’草莓果实的黄酮含量最高，为0.43 mg·g-1，显著高于‘香野’草莓果实的黄酮含量0.30 mg·g-1（P<0.05），2 种红色草莓品种‘红颜’、‘圣诞红’和2 种白色草莓品种‘雪兔’、‘粉玉’果实的黄酮含量在0.33～0.38 mg·g-1之间，4个品种间无显著差异（图6）。

图6 不同品种草莓果实的黄酮含量Fig.6 Flavonoid content in strawberry fruits of different cultivars

2.4 草莓果实的花青素含量

6 个草莓品种果实的花青素含量在0.07～0.18 mg·g-1之间，‘红颜’和‘妙香’草莓果实的花青素含量无显著差异，分别为0.17 mg·g-1和0.18mg·g-1，显著高于其余4 个品种果实（P<0.05），‘香野’和‘圣诞红’果实的花青素含量为0.09 和0.10 mg·g-1，‘粉 玉’草 莓 的 花 青 素 含 量 最 低，为0.06 mg·g-1（P<0.05）。红色草莓品种果实的花青素含量整体高于白色草莓品种（图7）。

图7 不同品种草莓果实的花青素含量Fig.7 Anthocyanin content in strawberry fruits of different cultivars

2.5 草莓果实的抗氧化能力指标

使用3 种方法测定并比较6 个品种草莓果实的抗氧化能力发现，草莓果实的DPPH·清除率均在43.78%～54.83%之间，其中‘红颜’草莓果实的DPPH·清除率最高，而‘粉玉’的最低，该2 个品种果实间存在显著差异（P<0.05），白色草莓品种‘雪兔’与3 个红色草莓品种‘妙香’、‘香野’、‘圣诞红’果实的DPPH·清除率无显著差异（图8）；6 个品种草莓果实的ABTS·清除率均在35.24%～47.94%之间，‘红颜’和‘妙香’的ABTS·清除率较高，与白色草莓品种‘雪兔’、‘粉玉’存在显著差异（P<0.05），整体而言，红色草莓品种果实的ABTS·清除率高于白色草莓品种（图9）；6 个品种草莓的铁还原能力在2.13～2.79 mmol Trolox·g-1之间，‘妙香’草莓的铁还原能力最高，而‘雪兔’草莓的铁还原能力最低，二者之间存在显著差异（P<0.05），其余4 个品种草莓的铁还原能力介于二者之间（图10）。

图8 不同品种草莓果实的DPPH•清除率Fig.8 DPPH•clearance rate in strawberry fruits of different cultivars

图9 不同品种草莓果实的ABTS•清除率Fig.9 ABTS•clearance rate in strawberry fruits of different cultivars

图10 不同品种草莓果实的FRAP 值Fig.10 FRAP value in strawberry fruits of different cultivars

相关性分析（表1）表明，不同品种草莓果实的总酚含量与其抗氧化能力指标DPPH·清除率、ABTS·清除率和铁还原能力的相关性均为正值，与ABTS·清除率呈显著正相关，相关系数为0.813。不同品种草莓果实的花青素含量与其抗氧化能力指标DPPH·清除率、ABTS·清除率和铁还原能力的相关性均为正值，与ABTS·清除率呈显著正相关，相关系数为0.901。

表1 不同品种草莓生物活性物质与抗氧化能力的相关性分析Table 1 Correlation analysis between bioactive substances and antioxidant activity of different strawberry cultivars

3 讨论

本研究对山西晋中6 个草莓品种果实的3 种生物活性物质含量及其抗氧化指标进行了测定和比较，发现‘红颜’和‘妙香’草莓的生物活性物质较高，其总酚、黄酮和花青素含量均高于其余4 种草莓，表明该2 个草莓品种是较优良的高生物活性物质含量品种，可作为功能性品种培育的亲本。综合比较3 个抗氧化能力指标发现，‘红颜’和‘妙香’草莓均具有较高的抗氧化能力，是优良的功能食用品种。

草莓的生物活性物质含量较高，约为常见水果苹果、柑橘、猕猴桃等的2～11 倍［11-12］。生物活性物质含量上的差异主要与品种、栽培地、种植方式、样品处理、提取方法和测定方式等有关［13-14］。在本研究中，‘红颜’草莓的总酚含量为1.82 mg·g-1，黄酮含量为0.325 mg·g-1，花青素含量为0.17 mg·g-1，在测定的6 个品种中均较高。姜慧燕等测定了浙江杭州‘红颜’草莓的营养品质和抗氧化能力，其多酚含量为1.52 mg·g-1，类黄酮为0.38 mg·g-1［15］，冀 芦 沙 等 同 样 也 测 定 出 山 东 烟 台‘红 颜’草 莓 总 酚 含 量 为0.80 mg·g-1［16］，表 明 同 一草莓品种在不同栽植地，其生物活性物质含量仍存在一定差异。在多品种草莓总酚含量比较研究中发现，森林草莓Fragaria vesca总酚含量高达3.44 mg·g-1FW，类黄酮和花青素含量也显著高于各种设施草莓品种，具有较强的抗氧化能力，是优良的育种亲本资源［17］。设施栽培品种‘哈尼hon⁃eoye’的总酚含量为2.15 mg·g-1［17］，‘幸香Sachino⁃ka’的总酚含量2.54 mg·g-1，类黄酮含量为0.54 mg·g-1［18］，均有较高的生物活性物质含量，这些品种在选育高功能性草莓品种时也应重点考虑。

分析各品种其抗氧化能力指标发现，6 个品种草莓果实的3 个抗氧化能力指标各有高低，其中，‘红颜’在DPPH 和ABTS 自由基清除率上表现较优。总体评估生物活性物质和抗氧化能力指标相关性发现，草莓果实的总酚含量、花青素含量均与3 个抗氧化能力指标呈正相关，与ABTS 自由基清除率呈显著的正相关性，表明多酚与花青素在草莓果实抗氧化能力中具有较大的贡献。曹贵寿［19］、罗娅等［20］研究同样也发现多酚物质与抗氧化能力存在密切联系。曹贵寿等［19］发现与‘红颜’相比，‘枥乙女Tochiotome’的总酚含量更高，抗氧化能力更强，是重要的高功能性成分种质资源。因此，应扩大对高功能成分草莓品种的筛选，重视种质保留和新优品种的培育。

4 结论

本研究以山西晋中6 个草莓品种为研究对象，比较了该6 个品种的生物活性物质和抗氧化能力，红颜、妙香草莓是较优良的高功能性成分品种，红色草莓品种果实生物活性物质和抗氧化能力总体优于白色草莓品种。在品种的培育、推广种植时，通常考量品种的营养指标、经济性状等因素，本研究仅将其生物活性成分、抗氧化能力等功能成分性状作为衡量品种优劣的因素，难免出现品种评估的偏颇。因此，在今后草莓品种筛选、培育、引种等过程中，应注重使用多种方法，多方面、综合评价品种价值。本研究为种质保育、栽培，增加草莓种植的经济效益，提供一定的科学依据。